4J45是一种铁镍定膨胀合金,以下是对其的详细介绍:
一、化学成分
4J45合金的主要化学成分包括铁(Fe)和镍(Ni),其中镍的含量在44.5%~45.5%之间。此外,还含有少量的碳(C)不大于0.05%、硅(Si)不大于0.3%、锰(Mn)不大于0.8%、磷(P)不大于0.02%、硫(S)不大于0.02%以及铝(Al)不大于0.1%。有些资料还提到,该合金中含有少量的钴(Co)、铬(Cr)、钼(Mo)等元素,这些微量元素的加入可以进一步改善合金的机械性能、抗腐蚀性及热处理效果。
二、物理性能
- 抗拉强度:在软态时,4J45合金的抗拉强度小于590 MPa;在硬态时,其抗拉强度大于700 MPa。
- 硬度:在深冲态时,厚度小于等于2.5mm的带材硬度HV不超过165,厚度大于2.5mm的带材硬度HV不超过170。
- 线膨胀系数:4J45合金在20℃300℃范围内的平均线膨胀系数约为6.57.2×10^-6/℃。
- 熔点:约为1320℃。
- 密度:约为8.1 g/cm³。
三、组织结构
4J45合金具有稳定的奥氏体组织,其组织转变曲线描述了合金在不同温度和时间下的组织变化。合金深冲带的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。对于厚度小于0.13mm的带材,沿带材厚度方向的晶粒个数应不少于8个。
四、性能特点
- 低热膨胀性:4J45合金在特定的温度范围内(一般为-80℃至300℃)表现出极低的热膨胀性,这一特性使得它在对尺寸精度要求极高的应用场合中具有无可比拟的优势。
- 良好的机械性能:该合金具有较高的机械强度,且在较大温度范围内表现稳定,适合制造结构性强度要求高的部件。
- 耐腐蚀性:4J45合金还具备较好的耐腐蚀性能,尤其是在潮湿环境中,耐腐蚀性更加突出,这也使得它在一些海洋设备或恶劣环境下得到广泛使用。
- 电磁屏蔽特性:该合金的电磁屏蔽性能使得它在屏蔽敏感电子元件免受外界电磁干扰方面同样具备重要作用。
五、加工与热处理
- 加工性能:4J45合金容易进行冷、热加工,但热加工温度不宜过高,加热时间不宜过长,且应避免在含硫的气氛中加热。在机加工时,需要特别注意工具的选择和切削参数的控制。由于材料较硬且韧性较强,在车削、铣削等过程中容易出现刀具磨损,建议采用硬质合金刀具,并且选择较低的切削速度和进给速度。
- 焊接性能:4J45合金具有良好的焊接性能,可钎焊和点焊。在与软玻璃等材料封接前,应进行预氧化处理。焊接后需进行退火处理,以消除焊接过程中的应力,保证材料性能的稳定性。
- 热处理工艺:包括消除应力退火、中间退火及预氧化处理。消除应力退火温度为430~540℃,保温1~2小时,然后炉冷或空冷;中间退火温度为700~800℃,保温30~60分钟,然后炉冷、空冷或水淬;预氧化处理是在1100℃下在饱和湿氢中加热30分钟,然后在大约800℃的空气中氧化5~10分钟。
六、应用领域
4J45合金因其优良的性能而被广泛应用于多个领域:
- 航空航天:在高速运转和温度剧烈变化的环境下,4J45能保持极高的尺寸稳定性,确保设备的精度和可靠性。
- 电子设备:4J45经常被用来制造各种精密传感器、晶体管、继电器等器件的壳体与支架。这些元件需要在工作过程中保持高度的尺寸稳定性,以保证电子信号传输的稳定和准确。
- 精密仪器:如精密天平臂、标准件摆动杆、摆轮、钟表的外部补偿等。此外,4J45在光学仪器中也有应用,如用于高分辨率阴极射线管(显像管)的阴影部分。
- 微波通信:4J45可用于谐振腔、波导、标准频率发生器等设备。
- 深冷工程:适用于液态天然气、液氢、液氧等储罐和输送管道。
综上所述,4J45合金具有优良的性能和广泛的应用领域,在多个工业领域中发挥着重要作用。
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